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科学家揭示珊瑚的高温驯化适应机制 让“适者生存”加速上演，为珊瑚提供应对气候变化路径******
科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径。尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚，但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。解决根源问题，即降低碳排放，避免气候变化速度过快，才能更好地保护珊瑚。
——江雷 中国科学院南海海洋研究所助理研究员
◎本报记者 何 亮
珊瑚作为一种海洋生物，因其缤纷的色彩、特殊的生存方式而受到人们的关注。珊瑚对生存环境的变化较为敏感、对生存环境的要求较为苛刻，气候变化影响下的水温升高会导致大量珊瑚白化死亡。
近日，生态学期刊《分子生态学》在线发表了由中国科学院南海海洋研究所黄晖团队领衔完成的论文，揭示了珊瑚应对气候变暖的驯化适应及其生理和分子机制。论文共同第一作者、中国科学院南海海洋研究所助理研究员江雷在接受科技日报记者采访时表示：“这项研究有助于我们正确认识珊瑚对海水升温的适应潜力，为人类保护珊瑚礁提供了正面、积极的启示。”
孵幼型珊瑚，礁体上的“拓荒者”
长期以来，珊瑚除了因为五彩斑斓的色彩而备受人们关注，关于它还有一个问题常常令人困惑——珊瑚究竟是动物，还是植物？
事实上，珊瑚是动物，是一种较低等的刺胞动物。珊瑚之所以色彩斑斓，是因为其体内生活着一种微小的藻类——虫黄藻。虫黄藻可以通过光合作用为珊瑚提供能量，保证珊瑚的生存。如果珊瑚失去虫黄藻，就会饿肚子，最终因没有能量来源而饿死。
珊瑚与虫黄藻复杂的共生关系，不仅关乎珊瑚的生存，也是科研人员研究的重点。此次研究中，黄晖研究团队主要研究的珊瑚种类是孵幼型鹿角杯形珊瑚。
“孵幼型鹿角杯形珊瑚比较特殊，是‘先锋物种’，这也是我们选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象的一个原因。当一个生态系统受到破坏或者干扰的时候，‘先锋物种’是最早出现的一类生物。‘先锋物种’就像‘拓荒者’一样，率先开启了生态演替和重塑生物群落的旅程。”江雷表示，“因为发育快，繁殖能力强等原因，一旦有新的合适生存环境出现，孵幼型鹿角杯形珊瑚的幼虫会最先长到礁体上开拓生存环境，并对礁体进行相应改造。之后才会有其他的生物相继进驻这一生存环境。”
选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象，另一个重要的原因是其对环境的适应类型。江雷介绍，在自然界，生物对环境的适应有两种不同类型：一种类型称作表型可塑性适应，即生物的生理过程是弹性可变的，生物通过调整机能适应环境变化；另一种类型称作进化适应(又称遗传适应)，即生物在许多世代中由自然选择进行演化、筛选，最终完成对环境变化的适应。
“我们选择表型可塑性适应来进行研究，是因为对这种适应类型的研究时间周期较短，容易捕获研究结果，显现成果差异。”江雷表示。孵幼型鹿角杯形珊瑚的繁殖方式是体内受精，幼体在母体内发育，发育成为幼虫之后，再由母体排出体外。孵幼型鹿角杯形珊瑚排放出来的幼虫发育周期在1个月左右，是卵生型珊瑚的十分之一。
开展对比实验，揭示生理调节机制
在中科院南海海洋研究所的实验室里，一排排灯光格外显眼。光线照射下，颜色各异的珊瑚生活在人工营造的生态系统里。江雷等科研人员对孵幼型鹿角杯形珊瑚的驯化实验也正是在这里进行。
“在野外，珊瑚生存的正常水温是29摄氏度。我们通过温控系统，将珊瑚缸中的水温以每天约0.5摄氏度的速度进行提升。大约一个星期后，珊瑚缸中的水温会升至32摄氏度，并保持此温度。此次研究中的孵幼型鹿角杯形珊瑚幼虫，正是在上述高温环境中完成在母体珊瑚体内的发育和出生。”江雷说。
在长达1个月的研究中，科研人员观察到了很多现象。经过高温驯化后，孵幼型鹿角杯形珊瑚母体的代谢受到了不利影响，不仅光合作用降低，还发生了白化现象。可是，驯化组子代幼虫的表现却不一样，与对照组子代幼虫相比，经过高温驯化的子代幼虫能适应更高的水温，其最适生存温度有了明显提升，对高温的适应性得到了增强。江雷表示：“这说明，仅仅一个月的驯化就对子代幼虫的表型产生了较为明显的影响。”
仅凭一组数据，尚不足以得出定论。接下来，科研人员又进行了交叉移植实验。科研人员分别将经历了驯化组的幼虫和对照组的幼虫置于对照温度与高温环境。对比的结果与此前的结论较好地吻合，证明珊瑚母体的热驯化缓解了高温对子代幼虫的不利影响。
“上述现象背后，是珊瑚幼虫生理状态的调整。”江雷表示，在驯化之后，幼虫的虫黄藻的光合活性与光合速率得到了提高。幼虫的虫黄藻变得更强大，对高温的适应能力也更好。与此同时，幼虫的呼吸消耗降低了。这就意味着，幼虫能在获得更多营养物质的同时，支出更少的能量消耗。
“这一生理调节机制对珊瑚幼虫来说，可谓是大有裨益。”江雷表示，处于浮游阶段的幼虫，能量物质的补充全部依赖于虫黄藻的光合作用。如果生产得多且消耗得少，幼虫的能量储备就会更加充足，也会利于其生存。
此次研究中，科研人员还发现，驯化后的珊瑚幼虫中负责从虫黄藻转移脂类、糖类和氨基酸等营养物质的宿主转运蛋白基因表达也发生了显著上调，与此前发现的相关生理机制相符。
发挥科技力量，提供更多拯救路径
在气候变化影响导致水温升高、威胁珊瑚种群生存的当下，我们能否利用科技找到更多拯救珊瑚种群的路径？
“在气候变化越发明显的当下，每一次海洋热浪事件都相当于对珊瑚的一次驯化。”江雷表示，在未来，野外环境中的驯化事件及其引发的适应效应将会越来越多。
在我国，珊瑚修复工作正在如火如荼地展开。借助中国南海相对于其他珊瑚生活海域位置偏北的地理位置优势，我国科研人员在三亚、西沙等潮间带浅水区的极端生境中寻找能够存活下来的珊瑚，并将它们移植到实验室进行选育扩繁，最终把这些珊瑚再次回植到天然的生境中。
“此次研究的孵幼型鹿角杯形珊瑚，也来自生境恶劣的潮间带。”江雷表示，在海底种珊瑚与在陆地上植树造林有一定的相似之处，却比在陆地上植树造林辛苦得多。科研人员要背着数十斤重的装备在水底打桩固定，水下失重的环境也让工作难度大大提升。
此次研究的论文通讯作者、中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室研究员黄晖介绍，截至目前，南海海洋研究所共建设了40亩苗圃，一年可产出约7万株珊瑚苗；还建设了300亩的修复区，扭转了实验依靠野外采苗的现状。目前，科研人员播种到海床的珊瑚苗均出自人工培育。
“尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚，但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。”江雷表示，科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径，而解决根源问题，即降低碳排放，避免气候变化速度过快，才能更好地保护珊瑚。
东西问·解码兔年 | 赵燕林：千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西？****** 编者按： “万物迎春送残腊，一年结局在今宵”。中国传统的兔年春节将至，历经疫情考验的人们心怀希冀。自2023年1月18日起，中新社“东西问”专栏特推出“解码兔年”系列稿，探究春节文化、“双立春”等的意涵与影响。
中新社敦煌1月20日电 题：千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西？
——专访敦煌研究院副研究馆员赵燕林
中新社记者 丁思
临近中国农历兔年春节，萌态可掬的兔子造型层出不穷。中国敦煌莫高窟壁画中的“三兔共耳”图存世千余年，绘制了共用三耳、循环追逐的三只兔子，这或许是世界上最与众不同的兔子造型。这一图案，也出现于巴基斯坦赤陶浮雕、叙利亚的多色陶瓷、欧洲教堂彩绘玻璃，乃至一些西方现代建筑中。
“三兔共耳”的创作源起是什么，有何寓意？为何能在中西广受认同？敦煌研究院副研究馆员赵燕林近日就此接受中新社“东西问”独家专访。
视频：【东西问】赵燕林：千年壁画“三兔共耳”缘何闻名中西？来源：中国新闻网
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：目前，现存于敦煌莫高窟壁画中的“三兔共耳”图案有多少个？它们的造型、纹样有何不同？
赵燕林：“三兔共耳”的装饰图案广泛分布于古丝绸之路沿线的亚欧大陆各地，目前已知该图案年代最早的实例存于敦煌莫高窟壁画中。从时代分布情况来看，壁画中“三兔共耳”发端于隋初，流行于初唐和中晚唐时期，最终消亡于五代。
莫高窟共发现有20个洞窟绘制有这一图案。其中，17个绘制在洞窟藻井图案中，4个为天宫栏墙装饰图案，还有1个绘制于藻井垂帐纹，共出现22处，隋代洞窟占比最多，共9幅。
总体来看，隋代初期此类图案尚显生涩，而至隋代中晚期则极尽繁华，第407窟“三兔共耳”藻井图案被认为是该纹样的杰出代表，也是大众最为熟知的一幅。
莫高窟第407窟“三兔共耳”藻井图案。敦煌研究院供图“三兔共耳”的图案主体构成呈圆形，三只兔子以等边三角形均匀分布其中，两两共用一耳，呈顺时针或逆时针方向旋转奔跑、相互追逐，首尾相接，动感十足，造型优美。早期图案中的兔子，以白色居多，唐代逐渐出现了黑色、灰褐等色。
中新社记者：该图案为何是三只兔子？有何寓意？
赵燕林：“三”在中国传统文化中，有着特殊寓意。《道德经》讲，“一生二，二生三，三生万物”，三只兔子有往复循环、繁衍生息的涵义。“三”又与佛教涅槃思想吻合，三兔像是“前世”“今生”与“来世”，有“循环”“轮回”之意。
同时，古人眼中，“兔”的内涵也很丰富。西晋张华《博物志》卷四《物性》中说：“兔舐毫望月而孕，口中吐子。”明代徐树丕在《识小录》中云：“俗曰：兔无雄，望月而生也。”古人认为世间所有兔子都为雌性，只有月亮中的兔子为雄性，加之兔子繁殖能力极强，自古便成为多子多福的象征。西晋傅玄《拟天问》曰：“月中何有，白兔捣药”，又说：“月为阴水，白兔之形”。古人认为月是“阴水”，还是白兔的化身，故《隋书·天文志》说：“月为太阴之精，以之配日，女主之象也”。所以，藻井图案中兔子的形象，也有“月神”与“阴水”的意涵，是“以水克火”的延展。
另外，汉魏以来，图谶瑞应思想极为流行，有着向朝廷进献“祥瑞”的传统。白色的鹿、兔子等世间稀有罕见，是吉祥、祥瑞的象征。经过魏晋南北朝战争，隋初人口相对退减，多子多福、生生不息成为普通民众朴素的期盼。藻井是莫高窟洞窟中最为核心的位置，将“三兔共耳”图案绘制在最中央的藻井中，也是寄托了洞窟功德主们的美好愿望。
莫高窟第302窟“三兔共耳”栏墙纹，这是目前已知该图案年代最早的实例。敦煌研究院供图中新社记者：“三兔共耳”有何源起，其创作手法有何特点？
赵燕林：研究发现，“三兔共耳”图案与中国古代传统文化纹样十分接近，例如出现在中国新石器时代的彩陶和玉器上的类似装饰图案，在春秋战国时期的铜敦盖、漆器上出现的三兽纹等，最为突出的是汉代瓦当上的三雁纹，以及画像石上的三鱼共首纹等。
其创作手法是中国传统的“共生”，即将两个或者两个以上相同造型元素的相同部分叠加重合在一起，在构成新图形的同时，不破坏单体结构的完整性。中国历代纹样作品中，有大量的共生图案，内涵也多与生命繁衍、祈福相关。
“三兔共耳”的“共生”创作手法也体现着中国传统宇宙观。中国古人重视天文，有星象崇拜，“三兔共耳”有自秦汉以来“三圆三方”宇宙模型的影子，即由中心三个圆外切三个正方形的叠涩构架而成，体现着天圆地方、天人合一的哲学观念。
莫高窟第305窟“三兔共耳”藻井图案及其“三圆三方宇宙模型”结构示意图 。敦煌研究院供图中新社记者：“三兔共耳”的传播路径有无定论？该图案为何也在西方社会受到认同？
赵燕林：敦煌是古丝绸之路的枢纽城市和商贸文化重镇，世界四大文明和三大宗教在这里相会，不同民族与文化交流交融是丝绸之路沿线地区的重要特征。存世最早的“三兔共耳”图案正是出现在敦煌。
学界多认为，这一图案是从中国自东向西传播，其以古代中国的传统文化为渊薮。有部分学者猜想其源于中原，后从蒙古帝国西征时，从敦煌沿丝绸之路同时向蒙古国、印度、中亚各地传播，后从中亚、西亚向非洲的埃及、欧洲各国传播。也有学者提出，是战争把它带至西方社会。
该图案究竟源于何处，缘何被带至西方？目前尚无定论，但有一点可以确定，世界很多民族都有月亮当中有一只兔子的传说。
随着时间演变，“三兔共耳”出现在伊斯兰圆章模印玻璃、阿富汗的金属盘、伊朗的托盘、科威特的瓷砖画、德国教堂的钟表、英国教堂的玻璃窗上，成为当地宗教、文化与民众日常生活中的图饰，沿用至今。
巴基斯坦斯瓦特赛杜沙里夫遗址“三兔共耳”浮雕(9—11世纪)。采自《三只野兔的神奇旅程》。受访者供图该图案对于西方民众意味着什么？一些西方学者做了调查，甚至专门有团队出版了《三只野兔的神奇旅程》等研究文集，他们认为“这幅图具有神秘的力量”，能够为人们带来无限遐想和吉祥的寓意。由此看来，无论是中国还是西方，人们对艺术魅力的认同与对生活的美好祈愿是相通的。(完)
专家简介：
赵燕林，甘肃省甘谷县人。敦煌研究院考古研究所副研究馆员。在《敦煌研究》《自然辩证法研究》《艺术设计研究》等期刊发表论文20余篇，出版著作3部。主要研究领域为中国传统文化及石窟艺术，在《西北民族大学学报》(哲学社会科学版)、日本《比较民俗研究》等期刊发表“三兔共耳”相关研究论文5篇。主持国家社科基金项目、甘肃省社科规划一般项目等研究课题4项，参与国家社科基金重大项目、国家社科基金冷门绝学团队项目、国家社科基金一般项目等多项课题基金。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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